板式塔发展现状资料讲解
(2021年整理)板式塔
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板式塔一、板式塔的概念、用途、示意图板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成.用途：广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔)也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。
操作时（以气液系统为例)，液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。
每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质.板式塔结构示意图如右图：塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以下三个部分组成：1 气体通道为保证气液两相充分接触2 溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面3 降液管使液体有足够的停留时间二、各类型塔板的结构及其特点：按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板为塔内气、液两相成错流流动，即液体横向流过塔板,而气体垂直穿过液层，错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。
逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。
这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层，操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少。
常见塔板泡罩塔板 Bubble —cap tray泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。
罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。
1板式塔概述
2、使气液两相接近逆流，以提高传质推动力。
逆流操作的平均传质推动力大于并流的。
3、气液两相逆流接触，完成传质后，在流程上两相要能及时分 离，互不挟带（雾沫夹带与气泡夹带：返混）。
第一部分 一、塔板简介 1、塔板类型
板式塔
塔板是气液两相接触传质的场所。按塔板上气液流动方式划分 （1）错流塔板 有降液管式塔板。
4、塔板上液体流动不均匀性，与液相负荷下限 产生的原因：塔板上溢流堰安装很难做到顶部完全水平，安装的微小偏差就会
导致越过溢流堰顶液体的偏流，在液流量较小时，甚至只在一端有液体溢流，而 另一端堰高于液面，在塔板上造成很大的流动死区。 堰顶液体的偏流势必导致塔板上液体偏流，在液流严重不均匀时，靠近壁处 液体甚至会倒流而产生旋涡，其余区域的液流则加速。
（液层太厚）
（液层太薄）
且漏液 （气液无法接触 传质） （气液接触传质时间 很短，不充分）
塔板结构： 影响液面落差分布的因素 液体流量↑：△↑ 塔径↑： △↑
控制液面落差的方法：
可通过降液管设置方式来减小板上液面落差。由于板上液层流动的动力是液位差，可 以人为地设置这个位差如阶梯流 ，以减小板上液层厚度落差，使液层厚度趋于均匀。 液面落差大：因为液体在塔板上流程长。
T型：结构复杂，适用于含颗粒或易聚合的物料的分离
②操作示意图
③优缺点 ●造价适中； ●生产能力大：因为开孔率大 ●操作弹性大：
阀片可以自由升降以适应气量的变化；分离物系较广（黏度不 太大、轻微聚合的物系）
●塔板分离效率高：
气体平吹进入液层，气液接触传质时间长；雾沫夹带较少；塔 板上液面落差比泡罩板小
两相接触面积为气泡表面
（2）泡沫接触状态
随着孔速的增加，气泡数量急剧增加，气 泡表面连成一片且不断发生合并与破裂。此 时，板上液体大部分以液膜的形式存在与气泡 之间，仅在靠近塔板表面处才能看到少许清 液。 和鼓泡接触状态不同，泡沫接触状态下 的两相传质表面不是为数不多的气泡表面， 而是面积很大的液膜，这些液膜高度湍动并 不断合并和分裂，传质表面不断更新，为两 相传质提供良好的流体力学条件。
板式塔
3 浮阀塔的优点
阀片容易卡住，
影响其自由开启
2
浮阀塔的缺点
THANKS
泡罩塔
筛板塔
筛板塔又称泡沫塔，该除尘器具有结构 简单、维护工作量小、净化效率高、耗水 量大、防腐蚀性能好等特点， 常用于气体 污染物的吸收，对颗粒污染物也具有很好 的捕集效果。它适用于净化亲水性不强的 粉尘，如硅石、黠土等，但不能用于石灰、 白云石、熟料等水硬性粉尘的净化，以免 堵塞筛孔。
筛板塔
1 操作 "弹性 "大
由于浮阀可以根据气速大小自由升降、
关闭或开启，当气速变化时，开度大
小可以自动调节
2
塔生产能力较大
比泡罩塔约提高20%~40%；
3
与筛板塔相近
塔板效率较高
蒸汽沿着上升蒸汽孔的周 围喷出，仍然有液体的逆
1 向混合，因而会降低传质
效率
浮阀塔气液两相接触充分
4
清洗容易
浮阀塔因浮阀不断上下运动，阀孔 不易被脏物或黏性物料堵塞
板式塔的分类
2
工业上较早出现
1.泡罩塔 2.筛板塔 3.浮阀塔效率高、操Biblioteka 弹性大3PA R T
板式塔的分类介绍
泡罩塔
泡罩塔是指以泡罩作为塔盘上气液 接触元件的一种板式塔。塔盘主要由带 有若干个泡罩和升气管的塔板、溢流堰、 受液盘及降液管组成。液体由上层塔盘 通过降液管，经泡罩横流过塔盘，由溢 流堰进入降液管。蒸汽自下而上进入泡 罩的升气管中，经泡罩的齿缝分散到泡 罩间的液层中去，与液体充分接触。
板式塔发展现状
板式塔发展现状
随着城市建设的不断发展，板式塔作为一种新型建筑结构，得到了广泛应用和发展。
它具有结构简单、施工便捷、成本较低等优势，逐渐取代传统的砖混结构，成为建筑行业的热门选择。
板式塔在建筑结构上采用了板式连接技术，即通过钢梁和钢板进行连接，形成一个整体结构。
这种结构使得塔楼的抗震性能大大提高，能够有效地抵御地震等自然灾害的破坏。
同时，板式塔的强度非常高，能够承受巨大的风压和重力荷载，确保塔楼的稳定性和安全性。
板式塔的施工速度也非常快，通过预制构件的工厂化生产和现场的简单安装，能够大大缩短建筑周期。
与传统的砖混结构相比，板式塔的施工工期可以减少一半以上，为城市建设提供了更多的便利。
除了在住宅建筑领域应用广泛之外，板式塔在商业建筑、办公楼、酒店等领域也得到了广泛的推广和应用。
它不仅能够满足建筑师对外观造型的要求，还能够提供更灵活的室内空间布局，满足业主的需求。
然而，板式塔在发展过程中也面临一些挑战。
首先是材料成本的问题，板式塔所使用的钢材相对于传统的建筑材料来说价格较高，增加了投资成本。
其次是施工技术的限制，板式塔的施工需要较高的技术水平和专业设备，施工队伍需要具备相应的经验和技能。
综上所述，板式塔作为一种新型建筑结构，在城市建设中有着广泛的应用前景。
随着技术的进步和经验的积累，相信板式塔将进一步发展壮大，并在未来的城市建设中发挥更重要的作用。
板式塔发展现状
板式塔发展现状
板式塔是一种新型的热交换设备，广泛应用于化工、石化、环保等行业中。
它具有占地面积小、重量轻、传热效率高等特点，因此得到了广大用户的青睐。
目前，板式塔在装置设计方面已经取得了很大的进展。
首先，板式塔的结构设计逐渐趋于合理化和标准化。
通过对板式塔的结构和传热性能进行研究，设计者在塔板的布置、塔板孔板的尺寸和间距、气液分布器等方面进行优化，提高了板式塔的传热效率。
此外，设计者还考虑到了板式塔的操作与维护，简化了塔内配件的数量和布置，降低了维护成本。
其次，板式塔在材料选择方面也有所创新。
设计者通过合理选择塔板的材料，提高其抗腐蚀性能，延长其使用寿命。
同时，研发出了一系列耐腐蚀的板式塔填料，如树脂板、玻璃钢板等，以适应不同酸碱性介质的处理需求。
另外，板式塔在工艺优化方面也取得了显著的成果。
通过改进塔内流动形式和传质方式，优化各层的液相浓度分布，提高了板式塔的分离效果。
此外，通过增加反应区和降低流速，可以提高反应塔的反应效率。
此外，板式塔在自动化控制方面也得到了不断提升。
利用高精度的流量计、温度计、压力计等传感器，可以实时监测板式塔内物料的状态参数，并通过PLC控制系统对塔内流程进行自
动调节，提高了生产效率和安全性。
总体来说，板式塔发展现状是不断进步的。
在材料选择、结构设计、工艺优化和自动化控制等方面，设计者通过不断的研究和创新，提高了板式塔的性能指标，进一步满足了用户的需求。
随着科技的不断进步和大型石化企业的不断需求，相信板式塔的发展前景会更加广阔。
板式塔发展现状范文
板式塔发展现状范文板式塔是一种用于气体或液体的物质传递和处理的设备，在化工、石油、制药等行业得到广泛的应用。
本文将对板式塔的发展现状进行探讨。
首先，板式塔的发展受到市场需求的推动。
随着工业化进程的加快和技术的不断创新，各行各业对板式塔的需求也不断增加。
特别是在化工领域，板式塔是常见的分离设备，用于各种混合物的分离和纯化。
随着各种新型材料和工艺的应用，板式塔在性能和效率方面得到了很大的提升。
其次，板式塔的结构和设计也在不断改进。
传统的板式塔通常采用水平布置的板层结构，具有一定的局限性。
然而，随着管道分布系统的发展，垂直板式塔逐渐得到应用。
垂直板式塔具有较小的占地面积和更高的传质效率，适用于一些空间受限的场合。
此外，板式塔的内部结构也在不断优化，如引入新型填料、增加流程层数等，以提高传质效率和产品质量。
再者，板式塔的材料选择和制造工艺也取得了重要进展。
目前，红铜、不锈钢、塑料等材料广泛应用于板式塔的制造。
不同材料具有不同的性能和适用范围，根据具体的工艺要求选取合适的材料，可以提高塔的耐腐蚀性、强度和使用寿命。
同时，制造工艺的改进也使得板式塔的加工精度和装配质量得到了提高，保证了设备的正常运行和安全性。
另外，板式塔在智能化方面也有了新的突破。
随着信息技术的快速发展，传统的板式塔开始向智能化方向转变。
通过搭载传感器和自动控制系统，板式塔的运行状态可以实时监测和调控，降低了人工干预的成本和风险，提高了生产效率和产品质量。
智能化的板式塔还能够进行远程监控和诊断，及时发现和解决设备故障，提高运行的稳定性和可靠性。
总的来说，板式塔作为一种重要的分离设备，在不断发展和创新中逐渐成熟。
在市场需求的推动下，板式塔的结构、材料和制造工艺不断改进和优化，智能化技术的引入也为塔的运行和管理带来了新的机遇和挑战。
未来，随着工程技术的不断发展，板式塔有望进一步提高传质效率、减小设备占地面积、降低能耗和排放，为各行业的发展做出更大贡献。
板式塔
浮阀工 作录像
优点：对负荷波动的适应强，弹性大(可到6)；压降较低，通量 可增大20%~40%。 结构比泡罩塔板简单，造价低20%左右。 缺点：阀片易松动或卡住(生锈)，多用不锈钢制做，造价高。 现状：是目前使用最广泛的板型之一。 我国标准：重阀33g 轻阀25g（真空塔用）
多种形 式的浮 阀，如 右图。
较 稳 定 ， 效 率 较 传统填料低；新型乱堆及规整填料高 高 较大 适应范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
新型填料及规整填料塔竞争力较强。
（一）板式塔构造
1. 总体结构 外观立式筒体结构； 内部设置塔板； 塔板上设置了降液管、工作区、溢流堰 、受液盘等部件。 气液流向： 液体自上而下，气体自下而上； 塔体总体上气液两相逆流流动； 塔板上气液两相错流流动。
受 液 区 导向孔
降 液 管
a 斜孔结构
b 塔板布置
7.导向筛板 Flow-guide Sieve plate （Linde sieve plate） 结构：有导向筛孔，并设置鼓泡 促进装置。 特点：塔板上液层均匀，压降小； 塔板效率高；操作弹性比筛孔大； 是一种优良的真空塔板。
8.喷射型塔板 喷射型塔板克服了减压或气量大时雾沫夹带严重的影响。 （1）垂直筛板： 结构：塔板开上开设100~ 200mm的大孔；孔上安装 侧壁开有筛孔的泡罩；泡 罩底边留有间隙。 工作原理：液体由间隙进入大孔，上升到气体将这些液体拉成 液膜形成两相上升流动，经泡罩侧壁筛孔喷出后，气体上升， 液体落回塔板。液体从塔板入口流至降液管流型
阶梯 流型
塔径 m 1.0 1.4 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 U形流程 <7 <9 <11 <11 <11 <11 <11
2023年板式塔行业市场分析现状
2023年板式塔行业市场分析现状目前，板式塔行业市场呈现出以下几个重要的现状：1. 市场规模不断扩大：随着气候变化和人口增长的影响，能源需求不断增加，板式塔行业作为能源行业的重要组成部分，市场需求也在不断增加。
根据市场调研报告，板式塔行业市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长。
2. 技术创新驱动行业发展：随着科技的不断进步和应用，板式塔行业也在不断进行技术创新，以提高产品的质量、效率和安全性。
新的材料、设计和制造技术的应用，使板式塔具有更高的抗风能力、更高的制冷效果和更长的使用寿命，从而满足不同客户的需求。
3. 市场竞争激烈：由于市场规模的不断扩大，板式塔行业也吸引了众多国内外企业的竞争。
现在市场上存在着许多板式塔制造商和供应商，他们竞争激烈地争夺订单和合同。
在这样的竞争环境中，企业需要通过技术优势、产品质量、价格竞争等方面来获得优势。
4. 环境保护要求提高：在全球环境保护意识的日益增强下，板式塔行业也面临着越来越严格的环境保护要求。
板式塔的制造和使用过程中要尽可能减少对环境的影响，如减少二氧化碳排放、降低能源消耗等。
因此，板式塔制造商需要积极应对环境保护的挑战，并采取相应的措施来保护环境。
5. 国际贸易形势的变化：随着国际贸易形势的变化，板式塔行业也受到了一定的影响。
例如，一些国家对板式塔的进口设置了限制性措施，这对出口板式塔的企业造成了一定的困扰。
但同时，也有一些国家和地区对板式塔的需求增加，为企业开拓新的市场提供了机会。
总的来说，板式塔行业市场目前呈现出市场规模扩大、技术创新驱动、市场竞争激烈、环境保护要求提高和国际贸易形势的变化等几个现状。
作为行业参与者，企业需要密切关注市场动态，抓住机遇，应对挑战，不断提升自身实力，实现可持续发展。
板式塔知识点总结
板式塔知识点总结一、板式塔的定义板式塔是一种结构设计较为简单、造型独特的建筑物，通常用于提供通讯、电视信号传输或风力发电等用途。
它由一系列横向和纵向的钢板构成，通过捆绑或焊接在一起形成一个整体。
二、板式塔的结构1. 基础结构：板式塔的基础结构通常是混凝土浇筑的抗震支撑基座，用于支撑塔体，使其稳定立于地面。
2. 主体结构：板式塔的主体结构通常是由角钢、横向钢板和纵向钢板构成的，通过螺栓、焊接或捆绑在一起形成一个稳定的整体。
3. 附件结构：板式塔的附件结构包括横梁、支撑杆、拉索等，用于增强塔体的稳定性和承载能力。
三、板式塔的分类1. 通讯塔：通讯塔通常用于支撑通讯天线、微波天线等设备，为无线通讯提供信号传输服务。
2. 电视塔：电视塔用于支撑电视信号发射天线，为广播电视信号的传输提供服务。
3. 风力发电塔：风力发电塔用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光塔：观光塔通常建造在风景名胜区，供游客观光娱乐之用。
四、板式塔的优点1. 结构简单：板式塔采用钢板构成，结构简单，安装方便快捷。
2. 空间利用率高：板式塔的结构设计紧凑，能够在较小的基地面积上提供较大的通讯或发电服务范围。
3. 耐风抗震性能优异：板式塔能够在恶劣天气条件下保持稳定，具有良好的抗风抗震性能。
4. 维护成本低：板式塔不需要经常性的维护，使用寿命长，维护成本低。
5. 美学性好：板式塔的造型独特，可以成为城市的地标建筑，具有一定的美学价值。
五、板式塔的应用领域1. 通讯行业：板式塔被广泛应用于通讯行业，用于支撑通讯天线、微波天线等设备，提供信号传输服务。
2. 电力行业：板式塔作为高压输电线路的一种支撑结构，被广泛应用于电力行业，用于支撑输电线路。
3. 新能源领域：板式塔被用于支撑风力发电机组，将风能转化为电能。
4. 观光旅游业：板式塔可以建造在风景名胜区，成为一种观光旅游设施。
六、板式塔的设计与施工1. 设计：板式塔的设计首先要考虑塔体的高度、承载能力、抗风抗震性能等因素，然后进行结构设计和材料选型。
新兴工业塔板的开发和应用
新兴工业塔板的开发和应用摘要：介绍了国内外一些已用于实际工业生产的新型塔板，主要从结构及性能特点两方面入手，阐明了新型塔板的优越性；对于其中一些塔板，还进一步阐述了其工业实施效果。
关键词：板式塔、新型塔板、复合塔板1. 前言：1813年，Cellier首次提出泡罩塔标志着板式塔的兴起。
距今已有200多年历史的板式塔是目前使用量最大，应用范围最广的气液传质设备，用于石油化工、炼油、精细化工、环保等领域。
板式塔中塔板作为主要部件，用以使两种流体密切接触，进行两相之间的质交换，以达到分离液体混合物或气体混合物组分的目的。
塔板有多种形式：泡罩型、筛孔型、浮阀型……其中以筛板塔和浮阀塔为代表，在工业上得到广泛应用。
然而传统的筛孔塔板操作弹性小、易漏液，筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。
浮阀塔板虽然吸收了泡罩塔板和筛孔塔板的优点，但浮阀容易在塔盘上卡住，不适合重油的二次加工精馏等过程。
为了适应化工生产优质、高产、低耗的要求，开发应用大通量、低压降、高效率的塔板就显得尤为重要了。
近些年来，塔板技术有了明显进步，国内外相继推出了一系列结构新颖、性能优良的新板型：国内的如天津大学开发研究的导向梯形固阀技术、华东理工大学的导向浮阀塔板、清华大学开发研究的舌形塔板技术等。
国外的如：Koch-Glitsch公司的Superfrac塔板，Nye 塔板，Screen塔板；UOP公司的ECMD塔板等。
这些都显示出板式塔在工业应用和未来发展中的强劲势头。
2. 新型塔板2.1 新型浮阀型塔板浮阀塔板自问世以来就以其新颖的浮动机理和简单可靠的结构引起了广泛关注，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为石油、化学工业中应用最广泛的塔型。
浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干阀孔，孔上覆盖可随气量大小自由升降的浮阀。
浮阀的形式很多，目前国内最常用的有F1型、V-4型和T型，F1型浮阀是其中应用时间较长的一种塔板，但是，随着塔器技术的不断进步，F1型浮阀塔板的缺点日益暴露①液面梯度大，使得气体在液流方向上分布不均匀；②浮阀是圆形的，从阀孔出来的气体向四周流出，塔板上液体返混程度大；③在塔板两侧的弓形区域存在液体滞留区；④浮阀易磨损、脱落[1]。
板式塔塔板的发展现状-课程论文
板式塔塔板的发展现状摘要:综述了板式塔板研究的发展历程、最新进展及其相关的工业化情况，同时介绍了各个塔板的原理和特点，对其传质和流体力学性能进行了简要的分析，讨论了塔板的发展前景。
关键词:泡罩塔板；筛板型塔板；浮阀型塔板；新型塔板；板式塔；传质Abstract:The development and industrial application of new trays are introduced.Their principle and characteristics are also illustrated with their structure maps.The mass transfer and hydrodynamic performance are analyzed in brief，and the development prospect of tray is discussed.Key words:Bubble cap tray;Sieve tray;Floating valve tray;New tray;Tray column; Mass transfer塔器作为化学工业中最常用的分离设备，其主要功能是使气（或汽）液或液液两相之间通过接触达到相际传质及传热的目的，是气液和液液之间进行传质与传热的重要设备。
塔器不仅是化工、炼油生产中的核心设备之一，而且还广泛应用于化肥、制药、环保等行业中，涉及精馏、吸收、解吸、汽提萃取等化工单元操作。
塔器作为化工生产中应用数量最多、涉及面最广、能耗最大的单元设备，其增效、扩能、降耗成为降低加工成本、提高经济效益最为活跃的领域之一，塔器的性能对于整个装置和企业的生产能力、产品质量、消耗定额、环保等方面均有重要影响。
塔设备按塔内件是填料还是塔板分为填料塔和板式塔。
在某些场合下，填料塔有压力降小的突出优点，但有些填料的造价较高，且对初始分布敏感，在高压下的分离效率和通量比在常、减压下的低得多；而板式塔结构较为简单，易于放大，造价较低，对于常压和加压物系，特别是大塔径、多侧线气液传质设备，板式塔有较大的优势，且在操作与设计中已具备了较成熟的经验。
全面讲解板式塔,不信你看不懂!
全面讲解板式塔，不信你看不懂！板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。
操作时，塔内液体依靠重力作用，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另一侧的降液管流至下一层塔板。
溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。
气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩)、筛孔或浮阀等，分散成小股气流，鼓泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，气液两相密切接触，进行热量和质量的交换。
在板式塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，气相为分散相。
一般而论，板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，操作弹性大，且造价低，检修、清洗方便，故工业上应用较为广泛。
塔板可分为有降液管式塔板（也称溢流式塔板或错流式塔板）及无降液管式塔板（也称穿流式塔板或逆流式塔板）两类，在工业生产中，以有降液管式塔板应用最为广泛，在此只讨论有降液管式塔板。
泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其结构如图所示，它主要由升气管及泡罩构成。
泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。
泡罩有f80、f100、f150mm三种尺寸，可根据塔径的大小选择。
泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。
泡罩在塔板上为正三角形排列。
泡罩塔板的单个泡罩大型泡罩塔盘操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。
升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。
上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层，为气液两相的传热和传质提供大量的界面。
泡罩塔板的优点是操作弹性较大，塔板不易堵塞；缺点是结构复杂、造价高，板上液层厚，塔板压降大，生产能力及板效率较低。
泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代，在新建塔设备中已很少采用。
筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构如图片3-3所示。
板式塔发展现状
一、板式塔的发展历程与研究方向蒸馏是一种量大而面广的工业分离混合物的方法，广泛应用于化工、炼油、食品、轻工业等许多工业部门，在国民经济中占有很大的比重。
据统计，塔设备的投资费用占化工和石化过程共投资费用的25% ，占总能耗的40%。
此外，塔设备性能的好坏对产品质量和产量起着十分重要的作用，对降低能耗、降低生产成本和提高企业竞争实力有着重大的意义。
近年来，尽管涌现出不少新的分离技术，在实际生产过程中，蒸馏操作仍占领这很重要的地位。
虽然从20 世纪80 年代开始，高效规整填料在工业塔中的成功应用改变了工业蒸馏设备长期以来已板式塔为主的的局面，但板式塔因其设备造价低廉、操作范围广、对各种物系适应强、易于清理和检修等优点，在蒸馏操作中仍占有不可替代的地位。
特殊是高压、高粘度等特殊工况条件下，板式塔仍占有优势。
由于板式塔在蒸馏设备中占有重要地位，所以各国研究者对塔板性能的研究和新型塔板的开辟与应用方面做了大量的工作，其中一个重要的方面就是对塔板的流体力学性能和塔板上流体流动状况的研究，此外就是开辟高效、节能、结构简单和的新型塔设备。
板式塔作为完成蒸馏操作的过程的一个主要设备，得到了广泛深入的研究。
二、板式塔发展历史早在1813 年Cellier 就提出了泡罩塔，筛板塔也早在1832 年开始用于生产。
19 世纪初，新的炼油工艺又推动了塔设备的发展。
进入20 世纪后，石油成为主要能源和石油化学工业的原料，早期的塔设备已不能满足这些不断更新的工艺过程需要，这就促进了精馏技术和塔设备有了新的发展。
塔设备的发展大致可分为四个阶段：(1)第二次世界大战结束前，塔设备主要用于炼油工业，塔型中以泡罩塔为主，而在无机酸工业中则多用于填料塔。
(2)第二次世界大战结束后，炼油和石油化学工业有了较大的发展，促使塔设备不断增加，除了对筛板、泡罩等原有塔型进行改进外，也浮现了一些新型塔板。
(3)进入60 年代以后，炼厂生产能力不断增大，使设备向大型化方向发展，与此同时，石油化工凶猛发展，提出了对塔型的某些特殊要求，因此浮现了一些具有相应性能的塔板，适应高压、减压、高效、大液负荷、高弹性等要求。
我国塔器技术的进展
图 8 新型垂直筛板结构示意图
并流喷射塔板[23 ,24 ] 是我国在新型垂直筛板的 基础上发展的一种塔板 。其结构如图 9 、10 所示 。 罩筒分为提液管和填料框两部分 , 其内部装有填 料 , 气体带动液体并流经过填料层 , 然后从罩筒上 部的填料框水平方向喷出 。气液在塔板上犹如经过 一个个并流操作的小型填料塔 , 具有较高的效率 。
150～300Pa) 外 , 由于离心力除雾及破泡 , 而处理 能力大 (空塔动能因子 3kg1/ 2 m - 1/ 2 s - 1 以上 、喷淋 密度达 160m3/ m2h) ; 还因气液流速大而不易堵 。 试验 表 明 , 其 操 作 弹 性 范 围 为 设 计 值 的 40 %到 150 %。即它具有负荷高 、压降低 、弹性宽 、不易 堵等特点 。
(5) 大型网孔塔板上的液体受到斜孔气流和挡 沫板的约束 , 阻止了液体倒流 、返混 , 保证液体分 布均匀 。
网孔塔板直径不宜小于 112m。因为在小塔内 , 塔板网状斜孔 “Z”形排布的效果甚差 , 并且倾斜 挡沫板的布置也较困难 。网孔塔板的主要缺点是操 作弹性较小 (一般为 2～3) 及网孔窄而较易堵塞 。
与圆提
图 1 VV 塔板结构图
出的条形浮阀经过改进后 , 证明性能优良 , 在石油 和化学工业中大量采用 , 被命名为奈特浮阀 (Nut2 ter Valve) 。条形浮阀的结构如图 2 所示 , 从结构上
来看 , 条形浮阀不会旋转而不易磨损 , 阀片不会卡 死 、脱落 。由于条形浮阀的气体从两侧喷出 , 不像 圆形浮阀从四周喷出 ,所以塔板上的液体返混较
图 9 并流喷射塔板元件 1 —提液管 ; 2 —填料 ; 3 —填料框 ; 4 —填料 ;
塔板技术的发展现状与研究展望
见 图 １ 圆 形 导 向 浮 阀 在 圆形 阀 盖 上 开 设 导 向 孔 ， 。
增大 气体通道 的有效 面 积 ， 气体 分 布较 为均 匀 ， 使
有效地 降低气 速 ， 少雾 沫 夹带 量 ， 减 同时 降低液 面 梯度 和 塔板 压 力降 ， 高传 质效 率 。另外 ， 提 圆形 导 向浮 阀在 阀孔 内设 置槽 孔 ， 避免 阀体 的旋 转 、 损 磨
和脱 落 。与 Ｆ １型 浮 阀塔板 相 比， 圆形 导 向浮 阀塔
了极大 的变化 ， 如立 体传质 塔板 和组 合塔板 等 。这
些 新 型塔板 的涌现 ， 为板式 塔 的发 展注入 了极 大的 活力 ， 有着 广泛 的应 用前景 。
２ 新 型 浮 阀 塔 板
浮 阀塔 板是应 用最为广 泛 的塔 板之一 ， 由于其
表 是美 国 Ｇｌｓｈ公 司推 出的 Ｖ１型 浮 阀 ， 内称 ｉｃ ｔ 国 之为 Ｆ １型 浮 阀 ， 随着塔 器 技 术 的不 断 进 步 ， 但 这
收稿 日期 ２ ０ －２ １ ； ０ ７０ — ５ 修改 稿 收 到 日期 ｛ ０ ７０ —９ ２ ０—４１ 。
作 者 简 介 ： 军 ， 师 ， 职 硕 士研 究 生 ， 董 讲 在 主要 从 事 石 油 化 工设
备 的教 学 和 研究 工作 。
维普资讯
第１ １期
董
军 等．塔 板 技术 的发 展 现 状 与 研 究 展 望
４ ７
板压 力 降 降 低 了 １ ０ ２ ０Ｐ ， 理 能 力 提 高 了 ０ ～ ０ ａ 处 １ ～３ ， ５ ５ 塔板 效率提 高 了 １ ～２ ％Ⅲ 。 Ｏ Ｏ
板式塔发展的文献综述
塔板研究的最新进展1.前言塔设备在炼油、化工、制药等过程工业中占有重要地位，其性能的优劣、技术水平的高低将直接影响产品的质量、产量、回收率、经济效率等各个方面。
因此研究和使用新型的塔设备对于强化气液两相传质过程及工业生产具有重要的意义。
塔设备主要分为板式塔和填料塔。
板式塔和填料塔在过去几十年中的发展速度有快有慢，竞争能力时有强弱。
但由于板式塔结构简单、成本低廉而且在设计与操作方面已具备较成熟的经验，因此，在工业生产领域，仍然以板式塔为主。
但板式塔与高效规整的填料相比也有自身的缺点：其通量较小、压降较大、效率也较低[1]。
因此，随着科学技术的发展以及工业生产的需要，设计新型的、高效的、经济的板式塔已势在必行。
作为板式塔的核心部件—塔板，成为了研究的重点。
针对以往普通塔板的缺点，近年来国内外各大塔器生产商在保留传统塔板优势的基础上，设计出了许多满足大通量、低压降等有利于工业生产的新型塔板，用以改造原来的塔板。
2.主题2.1 国内关于塔板研究的最新进展由于国内板式塔的发展历史较工业发达的西方国家要短得多，因此国内以前使用的板式塔塔板，很多都是由西方引进并改造而成的。
但是，随着国内化工设备研究水平的提升，国内的一些塔器生产商、研究院所及一些高校，已经研制出一批满足工业要求、高性能的新型塔板。
这些新型塔板，按照塔板的类型分，可分为：新型浮阀塔板[2]、新型筛板塔板[3]、复合塔板[4]及立体喷射型塔板[5]。
其中，新型浮阀塔板包括能显著提高塔板效率、降低塔板压降的Varioflex-Valve Trays(V-V浮阀）、FSV浮动筛片塔板、BVT4浮阀塔板及半椭圆固定浮阀塔板等；新型筛板塔版主要有新型高效导向筛板、MD筛板、带挡板的筛板、多降液管筛板、大通量筛板等，这些塔板能提高塔的生产能力、塔板效率，降低塔板压降和成本；复合塔板是由穿流筛板与规整填料相结合的新型塔板，兼具板式塔和填料塔的某些有点，因而并没有固定的分类；立体喷射型塔板主要有新型垂直筛板和立体传质塔板，这两种塔板都能很好的增大传质面积、进行气液分离，并减小塔的雾沫夹带。
板式塔资料知识讲解
板式塔资料板式塔一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成（图1）。
广泛应用于精馏和吸收,有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。
操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。
每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。
沿革工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。
筛板塔出现于1830年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。
泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。
第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。
通过大量的实验研究和工业实践，逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法，还开发了大孔径筛板，解决了筛孔容易堵塞的问题。
因此，50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。
与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。
而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。
60年代以后,石油化工的生产规模不断扩大,大型塔的直径已超过 10m。
为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。
塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部分组成：①气体通道为保证气液两相充分接触，塔板上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿过板上的液层。
气体通道的形式很多，它对塔板性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标志。
筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在塔板上均匀地开设许多小孔（通称筛孔）,气体穿过筛孔上升并分散到液层中（图2）。
泡罩塔塔板的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气体的泡罩（图3）。
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板式塔发展现状一、板式塔的发展历程与研究方向蒸馏是一种量大而面广的工业分离混合物的方法，广泛应用于化工、炼油、食品、轻工业等许多工业部门，在国民经济中占有很大的比重。
据统计，塔设备的投资费用占化工和石化过程共投资费用的25%，占总能耗的40%。
此外，塔设备性能的好坏对产品质量和产量起着十分重要的作用，对降低能耗、降低生产成本和提高企业竞争实力有着重大的意义。
近年来，尽管涌现出很多新的分离技术，在实际生产过程中，蒸馏操作仍占据这很重要的地位。
虽然从20世纪80年代开始，高效规整填料在工业塔中的成功应用改变了工业蒸馏设备长期以来已板式塔为主的的局面，但板式塔因其设备造价低廉、操作范围广、对各种物系适应强、易于清理和检修等优点，在蒸馏操作中仍占有不可替代的地位。
特别是高压、高粘度等特殊工况条件下，板式塔仍占有优势。
由于板式塔在蒸馏设备中占有重要地位，所以各国研究者对塔板性能的研究和新型塔板的开发与应用方面做了大量的工作，其中一个重要的方面就是对塔板的流体力学性能和塔板上流体流动状况的研究，另外就是开发高效、节能、结构简单和的新型塔设备。
板式塔作为完成蒸馏操作的过程的一个主要设备，得到了广泛深入的研究。
二、板式塔发展历史早在1813年Cellier就提出了泡罩塔，筛板塔也早在1832年开始用于生产。
19世纪初，新的炼油工艺又推动了塔设备的发展。
进入20世纪后，石油成为主要能源和石油化学工业的原料，早期的塔设备已不能满足这些不断更新的工艺过程需要，这就促进了精馏技术和塔设备有了新的发展。
塔设备的发展大致可分为四个阶段：(1)第二次世界大战结束前，塔设备主要用于炼油工业，塔型中以泡罩塔为主，而在无机酸工业中则多用于填料塔。
（2）第二次世界大战结束后，炼油和石油化学工业有了较大的发展，促使塔设备不断增加，除了对筛板、泡罩等原有塔型进行改进外，也出现了一些新型塔板。
（3）进入60年代以后，炼厂生产能力不断增大，使设备向大型化方向发展，与此同时，石油化工凶猛发展，提出了对塔型的某些特殊要求，因此出现了一些具有相应性能的塔板，适应高压、减压、高效、大液负荷、高弹性等要求。
（4）70年代后，塔板研究逐年减少。
据报道，欧美等国大学中研究新塔板的课题为数不多，其原因是他们认为现有的各类塔板性能颇为接近，基本上可以满足所有蒸馏操作的要求。
有人预言，除“并流”塔以外，近期内不会有彻底革新的新型踏板问世。
但是由于能源愈益紧张而昂贵，使得能耗巨大的蒸馏过程与设备的研究开发工作仍在持续进行，新型塔板不断仍不断出现，尤其是那些大通量、低压降和高效率的塔板，更受人们欢迎。
三、塔板的发展概况板式塔的种类繁多，根据其板内件的结构不同可分为泡罩型塔板、浮阀型塔板和筛孔型塔板等。
1.泡罩型塔板泡罩塔是最早的典型的板式塔，自从1813年Cellier提出泡罩塔，并在化学工业生产上采用以来，泡罩塔在蒸馏、吸收等两相传质设备中曾占主导地位。
泡罩塔在1920年被引入炼油工业，但是直到1924年在克劳斯过程中获得成功，泡罩塔才被广泛应用。
近二三十年来，出现了许多新型塔板和高效填料。
与泡罩塔相比，具有处理能力大、压降低、结构简单、制造方便和费用低廉的优点，因此，泡罩塔已有逐步被新型塔板所取代的趋势、2.浮阀型塔板浮阀塔是20世纪50年代初在美国发展起来的一种高效的气—液传质设备。
它是适应炼油和石油化工的发展，为探求高生产能力、高效率和高操作弹性的塔型而提出的。
主要有条形浮阀塔板（1951年Nutter提出）、盘式浮阀塔板（1953年KochEng公司提出）和重盘式浮阀塔板（1951年左右F.W.Glitsch and Sons公司提出）三种。
浮阀塔板的生产能力比泡罩塔大20%~40%。
操作弹性比泡罩塔板大，其最大负荷与最小负荷的比值可达9左右，且在较大的操作范围内都可保持较高的效率。
由于浮阀塔板上液体流动的阻力小，所哟液面落差相应比泡罩踏板的小，允许采用较大的液流强度。
此后英国的Hydronyl公司与西德M.A.N公司协同退出了锥心浮阀塔板。
这些塔板的相继问世，在工业上得到了广泛的应用。
现在还出现了各种在浮阀塔板的基础上发展起来的新型的塔板，如导向浮阀他按、微分浮阀塔板和槽式浮阀塔板等。
3.筛孔型塔板筛板塔的出现，仅迟于泡罩塔二十年左右。
1912年，筛板他开始用于炼油工业，但他长期被认为操作范围窄、操作不易稳定。
在20世纪50年代以前，它的使用远不如泡罩塔普遍，其后因急于寻找一种简单而价廉的塔型，1949年后，对其性能的研究不断深入。
在以后的生产实践和深入研究中逐步掌握了筛板的操作规律，对塔板的流体力学性能也有了足够的认识，对筛板塔的设计已经比较有把握了，于是筛板塔成为应用最广泛的一种塔设备。
筛板塔节后简单、造价低。
它的生产能力（已单位截面的气体通过量计）比泡罩塔高10%~15%，板效率亦约高10%~15%，而板压力降则低30%左右。
曾经认为，此种塔板的在气体流量增大时，液体大量冲到上一层板，气体流量小时则液体会大量经筛孔直接流到下一层塔板，故板效率不易保持稳定。
实际操作经验表明，筛板在一定程度的漏液状况下操作时，其板效率并无明显下降。
其操作的负荷范围虽然比泡罩塔为窄，但设计良好地设备，能正常操作的的最大负荷与最小负荷仍可达2~3。
近年来填料塔技术不断完善、新型填料不断出现、填料塔在工业生产中的应用越来越广，一部分的取代了板式塔在工业中的应用，所以有人认为，填料塔最终会代替板式塔。
其实板式塔和调料他各有优缺点，板式塔相对于填料塔有如下的优点：（1）塔径较大时宜采用板式塔。
板式塔以单位踏板面积的造价，随塔径的增加而减少，填料塔造价则与其体积成正比，小直径填料塔的造价一般都比板式塔低。
板式塔直径大，其效率可提高，填料塔直径则液体分布较难均匀，效率会下降；大踏板的检修比填料清理容易。
（2）当所需要的传质单元数或理论板数比较多多而很高时，板式塔比较适宜，此情况下填料塔则要分成许多段，需进行多次液体再分布，否则液体分布不均匀，液体或气体产生沟流，影响传质效率。
（3）热油热量需从塔内移除，宜用板式塔，因为板式塔上更易于安设冷却管。
（4）板式塔可适用于比较小的液体流量，如此时用填料则易致填料润湿不足。
（5）板式塔适用于处理有悬浮物的液体，填料层则易被悬浮物赌赛。
（6）板式塔便于侧线出料。
而且随着新型塔板的不断出现，板式塔的传质性能以及其他的性能也并不比填料塔差。
因此对于板式塔的研究的前景也是很广阔的！四、近年来板式塔的研究筛板是应用最为广泛的一种塔板，在筛板的原有基础上人们开发了许多新型的筛板塔板，现在这种工作还在继续，但它已经不是筛板研究的主流。
目前，人们对筛板的研究重点已经转向筛板流体力学性能和传质性能的研究，因为，随着筛板结构的不断完善，制约筛板发展的瓶颈不再是它的结构，而是人们对筛板性能的认知程度。
对于筛板的流体力学性能并没有一个明确的定义，可以将它简单地理解为相对于传质性能而言的一类筛板性能，是气液两相流体的流动特性在筛板上的具体表现，如气液两相接触状态、气液分布状况、气体通过筛板的阻力损失、漏液、雾沫夹带、泡沫层高度、液面落差、堰上液层高度和降液管性能等。
对于晒班上气液接触状态，目前主要有两种观点：第一种观点是1969年第二次国际精馏会议上，No，Muller和Prince提出的，他们认为气液流动具有四种状态（HMP流态）：鼓泡态、蜂窝泡态、泡沫态、喷射态；第二种观点是1979年年的国际第三次精馏会议上，Hofhuis和Zuiderweg提出的，他们通过实验认为在筛板上有如下几种两相流动的接触状态（HZ流态）：喷射态、自由鼓泡态、乳化态、混合泡沫态。
由于实际应用中主要是以泡沫态和喷射态为主，因此很多研究主要是集中在这两种状态。
对于接触状态转换模型，其中比较著名的模型是Porter 和Wong提出的分区模型（泡沫态到喷射态）、Pryen和Prince的动量传递模型以及LOckendtt的射流模型。
对于喷射态，比较著名的模型是Fane提出的液滴射迹模型。
由于气液两相流理论还有许多不完善的地方，加上塔板上气液流动的复杂性，所以这些模型都是简化模型，并不能真正地反映真实的气液流动状态。
今后对他班上的气液流动状态的研究重点应更多地放在流体流动机理上，已得到更接近真实状况的流体流动模型。
五、新型板式塔的性能特点导向筛板是由美国联碳公司林德子公司在1963年开发的，最先用于空气分离，随后又在已笨—苯乙烯系统的精馏方面取得成功，现已广泛应用于几十种工艺。
国内由北京化工学院（现为北京化工大学）从20世纪70年代初另辟蹊径，展开了对导向筛板的研究工作，并做了一些推广工作。
他们在矩形塔内以空气和水为介质，对导向筛板的一些列流体力学性能进行了测试并提出了可供设计应用的关联式和图表，但实验仅在矩形塔内对导向孔均布形式的导向筛板做了一般流体力学性能的研究，研究得不全面，具有很大的局限性。
从20世纪90年代后期开始，在北京化工大学李群生教授的带领下，对高效导向筛板进行了更为广泛和系统的研究。
重新建设了实验装置，在圆形塔内对高效导向筛板的各项流体力学性能进行了系统的研究，对不同导向孔开孔密度、导向孔均匀分布和不均匀分布以及不同导向孔开孔方向的塔板都进行了研究，对实验数据进行了关联，取得了一些列可供塔板设计应用的关联式。
对高效导向筛板进行了大力推广，先后把此技术应用到几百座工业塔上，取得了良好的经济效益和社会效益。
导向筛板是基于筛板的基础上开发出来的。
筛板虽然具有结构简单、人们对筛板的认知程度高等优点，但是由于传统塔板自身的结构特点，使得流体流过塔板面时会形成液面落差。
塔径越大，落差也越大，造成液层分布不均，气液接触不良，影响了塔板的传质效率。
筛板塔和一般的传统塔板一样，在进口区都有一个非活化区。
造成非活化区主要有两个原因：（1）液面落差的存在；（2）越容易进过降液管已将气体分离出去，使进口区的液层厚而密实，气体难以通过，实验观察可知，在正常操作情况下，传统塔板进口区的液层基本没有鼓泡。
通过实验测定，非活化区的面积通常占塔板有效面积的30%左右，是影响踏板效率的重要因素。
正常操作时，筛板上气液两相呈鼓泡状接触。
气体通路简单、塔板上压降小，具有良好的传质效果。
但是塔板上气液以错流相遇，气流通过液层厚垂直向上，一旦气速较高，液沫夹带严重，传质效率就会下降，塔的生产能力受到限制。
筛板上气液分布不均，使塔板上局部气速高于平均气速、局部气速是对液沫夹带起控制作用的气速，使实际生产能力低于按平均气速计算的能力。
提高塔板的开孔率可以降低压降和提高生产能力，但是就要求较小孔间距，使筛孔的鼓泡相互干扰，引起液层晃动，泄露严重。
改善气液接触状况和提高塔板上气液接触面积是提高踏板效率的关键。